2.6. 烧录镜像¶
Baremetal SDK 编译的最终输出结果是一个用于烧录到目标平台的镜像文件。
2.6.1. 镜像烧录¶
2.6.1.1. 上位机烧录¶
工具 |
说明 |
|---|---|
AiBurn |
用于通过 PC 烧录镜像。
|
串口调试工具 |
用于通过命令行进入烧录模式、查看烧录、启动状态。
|
2.6.1.1.2. 板卡进入烧录模式¶
板卡上电后，进入烧录模式有两种方式：
按住 UBOOT 键不放，再按 RESET 键；
在串口命令行输入
aicupg；
进入烧录模式后， AiBurn 会识别板卡，当右下角出现 “ArtInChip 设备已连接”，表示成功进入烧录模式，如图所示。
2.6.1.1.3. 烧录镜像¶
如图所示：
选择编译好的镜像文件，加载镜像时， AiBurn 会识别出镜像的基本信息；
点击开始，进行烧录，烧录时，AiBurn 会显示烧录的进度、速率、用时、结果。
2.6.2. 镜像格式¶
ArtInChip 的烧录镜像文件由组件(FirmWare Component) 以及对应的组件元信息组成。 数据分布如下图所示。
图 2.51 烧录镜像格式¶
其中一些需要打包的数据文件，都被当做组件(FWC)进行处理，包括 SPL，os，rodata，data 等数据。
Image Header 的具体格式如下：
struct artinchip_fw_hdr{
char magic[8]; // 固定为 "AIC.FW"
char platform[64]; // 该镜像文件适用的芯片平台
char product[64]; // 该镜像文件适用的产品型号
char version[64]; // 该镜像的版本
char media_type[64]; // 该镜像文件可烧录的存储介质
u32 media_dev_id; // 该镜像文件可烧录的存储介质 ID
u8 nand_array_org[64]; /* NAND Array Organization */
u32 meta_offset; /* Meta Area start offset */
u32 meta_size; /* Meta Area size */
u32 file_offset; /* File data Area start offset */
u32 file_size; /* File data Area size */
};
FWC Meta 的格式如下：
struct artinchip_fwc_meta {
char magic[8]; // 固定为 "META"
char name[64]; // 对应组件的名字
char partition[64]; // 该组件要烧录的分区名字
u32 offset; // 该组件数据在镜像文件中的偏移
u32 size; // 该组件数据的大小
u32 crc32; // 该组件数据的CRC32校验值
u32 ram; // 当组件要下载到平台 RAM 时，要下载的地址
char attr[64] // 该组件的属性，字符串表示
};
2.6.3. 制作工具¶
工具 |
说明 |
|---|---|
mk_image.py |
用于：
- 制作 AIC 格式的启动镜像，包括签名和加密
- 打包固件组件，生成用于升级的固件镜像文件。
scripts/tools/mk_image.py
|
2.6.4. 配置文件¶
使用 mk_image.py 制作烧录镜像时，需要提供 image_cfg.json 镜像配置文件。
该配置文件通过嵌套对象的方式，描述一个待生成的镜像文件所包含的信息和数据。如下面的示例，该描述文件分为几部分：
镜像烧录的目标设备描述：分区表的配置
最终镜像的内容描述：信息和内容排布
中间文件的描述
{
"spi-nand": { // Device, The name should be the same with string in image:info:media:type
"size": "128m", // Size of SPI NAND
"partitions": {
"spl": { "size": "1m" },
"os": { "size": "2m" },
"rodata": { "size": "4m" },
"data": { "size": "28m" },
},
},
"image": {
"info": { // Header information about image
"platform": "d21x",
"product": "demo128_nand",
"version": "1.0.0",
"media": {
"type": "spi-nand",
"device_id": 0,
"array_organization": [
{ "page": "2k", "block": "128k", "oob": "64" },
// { "page": "4k", "block": "256k", "oob": "128" },
],
}
},
"updater": { // Image writer which is downloaded to RAM by USB
"ddr": {
"file": "usbupg-ddr-init.aic",
"attr": ["required", "run"],
"ram": "0x00103000"
},
"bootloader": {
"file": "bootloader.aic",
"attr": ["required", "run"],
"ram": "0x41000000"
},
},
"target": { // Image components which will be burn to device's partitions
"bootloader": {
"file": "bootloader.aic",
"attr": ["mtd", "required"],
"part": ["spl"]
},
"os": {
"file": "os.aic",
"attr": ["mtd", "required"],
"part": ["os"]
},
"res": {
"file": "app.fatfs",
"attr": ["mtd", "optional"],
"part": ["rodata"]
},
"app": {
"file": "page_2k_block_128k_oob_64_data.uffs",
"attr": ["uffs", "optional"],
"part": ["data"]
},
},
},
"temporary": { // Pre-proccess to generate image components from raw data
"aicboot": {
"usbupg-ddr-init.aic": { // No loader, only PreBootProgram to initialize DDR
"head_ver": "0x00010001",
"resource": {
"private": "ddr_init.bin",
"pbp": "d21x.pbp",
},
},
"bootloader.aic": {
"head_ver": "0x00010001",
"loader": {
"file": "bootloader.bin",
"load address": "0x42000000",
"entry point": "0x42000100",
},
"resource": {
"private": "ddr_init.bin",
"pbp": "d21x.pbp",
},
},
"os.aic": {
"head_ver": "0x00010001",
"loader": {
"file": "d21x.bin",
"load address": "0x40000000",
"entry point": "0x40000100",
"run in dram": "false",
}
},
},
},
}
2.6.4.1. 分区表描述¶
image_cfg.json 文件的开头首先描述的是当前要烧录的目标存储设备，以及在设备上的分区配置，以 spi-nand 为例：
"spi-nand": { // Device, The name should be the same with string in image:info:media:type
"size": "128m", // Size of SPI NAND
"partitions": {
"spl": { "size": "1m" },
"os": { "size": "2m" },
"rodata": { "size": "4m" },
"data": { "size": "28m" },
},
},
存储设备类型：
存储设备 |
说明 |
|---|---|
“spi-nand” |
SPI NAND 设备 |
“spi-nor” |
SPI NOR 设备 |
存储设备 的名字仅可使用上述列表所指定的名字。
存储设备 的可设置属性有：
存储设备对象的属性名 说明 |
|
|---|---|
“size” |
值为字符串。
设备的存储大小(Byte)，可使用 “K,M,G” 单位，e.g. “2m”
|
“partitions” |
是
分区表 对象。包含该存储设备的详细分区列表，每一个子对象为一个
分区。 |
分区 对象的属性有：
分区对象的属性名 说明 |
|
|---|---|
“offset” |
值为16进制字符串。
表示该
分区 的开始位置离 存储设备 的开始位置的偏移（字节）。如果 “offset” 不出现，表示当前分区紧接上一个分区。
|
“size” |
值为字符串。
设备的存储大小(Byte)，可使用 “K,M,G” 单位，e.g. “2m”。
最后一个分区可以使用 “-” 表示使用剩下所有的空间。
|
“ubi” |
是
UBI Volume 表 对象。当存储设备为 “spi-nand” 时出现，表示当前 MTD 分区是一个 UBI 设备。
该对象描述 UBI 设备中的 Volume 表。每一个子对象为一个
UBI Volume 。 |
UBI Volume 对象的属性有:
UBI Volume对象的属性名 |
说明 |
|---|---|
“offset” |
值为16进制字符串。
表示该
Volume 的开始位置离 MTD 分区的开始位置的偏移（字节）如果 “offset” 不出现，表示当前 Volume 紧接上一个 Volume。
|
“size” |
值为字符串。
设备的存储大小(Byte)，可使用 “K,M,G” 单位，e.g. “2m”
最后一个分区可以使用 “-” 表示使用剩下所有的空间。
|
2.6.4.2. Image 文件描述¶
“image” 对象描述要生成的镜像文件的基本信息，以及要打包的数据。包含几个部分：
“info”
“updater”
“target”
"image": {
"info": {
...
}
"updater": {
...
}
"target": {
...
}
}
2.6.4.2.1. Info 数据描述¶
“info” 对象用于描述该烧录镜像的基本信息，这些信息用于生成 Image Header。以 demo128_nand 为例
"info": { // Header information about image
"platform": "d21x",
"product": "demo128_nand",
"version": "1.0.0",
"media": {
"type": "spi-nand",
"device_id": 0,
"array_organization": [
{ "page": "2k", "block": "128k", "oob": "64" },
// { "page": "4k", "block": "256k", "oob": "128" },
],
}
},
info 属性 |
说明 |
|---|---|
“platform” |
字符串，当前项目所使用的 SoC 的名字 |
“product” |
字符串，产品名字、产品型号 |
“version” |
字符串，按照 “x.y.z” 格式提供的版本号，其中 x,y,z 都是数字 |
“media” |
对象，描述存储设备 |
media 属性 |
说明 |
|---|---|
“type” |
字符串 |
“device_id” |
整数，要烧录的存储设备在 U-Boot 中的索引。 |
“array_organization” |
对象，当存储设备为 “spi-nand” 时使用，描述存储单元的排列结构 |
array_organization 属性 |
说明 |
|---|---|
“page” |
当前 SPI NAND 的 Page 大小，取值 “2K”, “4K”, |
“block” |
当前 SPI NAND 的 Block 大小, 取值 “128K”, “256K” |
2.6.4.2.2. Updater 数据描述¶
Updater 是指进行 USB 刷机或者进行 SD 卡刷机时需要运行的刷机程序，该程序通常由 SPL/Bootloader 实现， 可能与正常启动时所运行的 SPL/Bootloader 相同，也可能不同，因此需要单独列出。
“updater” 对象描述在刷机过程中需要使用到的组件数据，其包含多个子对象，每个子对象即为一个 组件 。
其中下列的 组件 是已知且必要的。
组件名称 |
说明 |
|---|---|
“spl” |
第一级引导程序 |
“bootloader” |
第二级引导程序，同时也是刷机程序 |
上述的组件名字并非固定，可根据项目的需要修改、增加或者删除。
Updater 中的 组件 对象都有以下的配置字段：
Updater 组件属性 |
说明 |
|---|---|
“file” |
指定该组件的数据来源文件
|
“ram” |
USB 刷机时，指定该文件下载的内存地址
|
“attr” |
该数据对象的属性，可选的内容有:
- “required” : 该数据是必需的，如果指定文件不存在，则生成镜像文件出错。
- “run” : 该数据是可执行文件，USB 升级时，该数据下载完成之后会被执行。
|
重要
“updater” 中 组件 对象的顺序很重要。
在 USB 升级的过程中，组件数据传输和执行的顺序即为 “updater” 中组件数据出现的顺序， 因此如果组件数据之间有顺序依赖关系，需要按照正确的顺序排布。
2.6.4.2.3. Target 数据描述¶
“target” 描述要烧录到设备存储介质上的 组件 。与 “updater” 中的组件一样，”target”
中出现的组件根据实际需要进行添加，组件的名字也可自行定义。
“target” 中的组件，都有下面的配置字段：
Target 组件属性 |
说明 |
|---|---|
“file” |
指定该组件的数据来源文件
|
“part” |
指定该组件被烧录的分区
分区名字通过字符串数组的形式提供
|
“attr” |
该数据对象的属性，可选的内容有:
- “required” : 该组件数据是必需的，如果指定文件不存在，则生成镜像文件出错。
- “optional” : 该组件数据不是必需的，如果指定文件不存在，则在生成镜像文件时忽略该数据对象。
- “burn” : 该组件数据是需要烧录到指定分区当中。
- “mtd” : 表示该组件要烧录的设备是 MTD 设备。
- “ubi” : 表示该组件要烧录的设备是 UBI 设备。
- “block” : 表示该组件要烧录的设备是块设备。
|
重要
“target” 中组件对象的顺序
在 USB 升级的过程中，组件数据传输和烧录的顺序即为 “target” 中组件数据出现的顺序。
2.6.4.3. 中间文件描述¶
“temporary” 描述的是镜像文件生成过程中需要生成的中间文件。通过描述数据对象的方式， 描述不同类型的中间文件的生成过程，可用于对组件的签名、加密、再次打包等处理。
当前支持下列数据处理：
“aicboot”
描述 AIC 启动镜像的生成
AIC 启动镜像
AIC 启动镜像是 BROM 解析和执行的启动程序文件。 当需要在打包过程中生成一个中间的 AIC 启动镜像文件时，需要在 “aicboot” 对象中添加一个子对象， 其对象名字即为生成的文件名字，可配置的内容如下面的示例所示。所列的属性中，只有 “loader” 是必需的， 其他的可根据项目需要进行删减。
"aicboot": {
"usbupg-ddr-init.aic": { // No loader, only PreBootProgram to initialize DDR
"head_ver": "0x00010001",
"resource": {
"private": "ddr_init.bin",
"pbp": "d21x.pbp",
},
},
"bootloader.aic": {
"head_ver": "0x00010001",
"loader": {
"file": "bootloader.bin",
"load address": "0x42000000",
"entry point": "0x42000100",
},
"resource": {
"private": "ddr_init.bin",
"pbp": "d21x.pbp",
},
},
"os.aic": {
"head_ver": "0x00010001",
"loader": {
"file": "d21x.bin",
"load address": "0x40000000",
"entry point": "0x40000100",
"run in dram": "false",
}
},
}
2.6.5. SD 卡烧录¶
芯片支持从 SD 卡的 FAT32 文件系统启动。
2.6.5.1. 要求与步骤¶
- 对芯片与板子的要求：
板子 SD 卡接口，并且使用 SDMC1
芯片没有烧录 跳过 SD 卡的 eFuse
- 对 SD 卡的要求：
SD 卡要求只有一个分区
SD 卡格式化为 FAT32 文件系统，注意不是 exFAT、或者 FAT16
SD 卡最好为专用卡，里面不要放置太多其他文件
- 执行步骤：
拷贝在编译输出目录(images) 下的两个文件到 SD 卡 FAT32 文件系统的 根目录
bootcfg.txt (注意 NAND 输出的名字有些不同，例如 bootcfg.txt(page_2k_block_128k))
xxx.img(例如 d13x_per1-nor_v1.0.0.img)
确保 bootcfg 文件的名字为 bootcfg.txt
如果生成的名字为 bootcfg.txt(page_2k_block_128k)，则需要改为 bootcfg.txt
将 SD 卡插入板子，重新上电，即可从 SD 卡启动到 Tiny_SPL，并执行烧录
烧录完成时，需要拔出 SD 卡，然后重新上电启动
注意
烧录完成平台并不会主动重启，以防重复进入 SD 卡烧录模式。
2.6.5.1.1. 编译配置¶
SDK 提供的配置，默认关闭该功能。这里进行配置使能以及注意项的说明。
2.6.5.1.1.1. SPI NAND/NOR 方案¶
使能 SDFAT32 烧录功能，只需要在 menuconfig 中勾选配置项 AICUPG_SDCARD_ENABLE 即可:
Bootloader options --->
aicupg setting --->
[*] aicupg sdcard upgrade on
同时设置:
AICUPG_SDCARD_CONTROLLER_ID=1
注意
开启 SD 卡烧录功能后，编译完成生成的 bootloader.aic 文件大小不能超过 126K，若超过则可以关闭以下配置来减小 CODE SIZE。
AIC_BOOTLOADER_CMD_SPI_NAND
AIC_BOOTLOADER_CMD_MTD
AIC_BOOTLOADER_CMD_MEM
2.6.6. U 盘升级¶
芯片支持通过 U 盘的 FAT32 文件系统进行升级。
2.6.6.1. 要求与步骤¶
- 对芯片与板子的要求：
板子使用 USB 接口。
芯片烧录过镜像，且镜像支持 U 盘升级
- 对 U盘 卡的要求：
U 盘要求只有一个分区
U 盘格式化为 FAT32 文件系统，注意不是 exFAT、或者 FAT16
U 盘最好为专用 U 盘，里面不要放置太多其他文件
- 执行步骤：
拷贝在编译输出目录(images) 下的两个文件到 U 盘 FAT32 文件系统的 根目录
bootcfg.txt (注意 NAND 输出的名字有些不同，例如 bootcfg.txt(page_2k_block_128k) )
xxx.img(例如 d13x_per1-nor_v1.0.0.img)
确保 bootcfg 文件的名字为 bootcfg.txt
如果生成的名字为 bootcfg.txt(page_2k_block_128k)，则需要改为 bootcfg.txt
将 U 盘插入板子，重新上电，启动过程中则会自动检测 U 盘是否插入，检测到后进入烧录模式进行升级
烧录完成时，需要拔出 U 盘，然后重新上电启动
注意
烧录完成平台并不会主动重启，以防重复进入 U 盘烧录模式。
2.6.6.1.1. 编译配置¶
SDK 提供的配置，默认关闭该功能。这里进行配置使能以及注意项的说明。
2.6.6.1.1.1. SPI NAND/NOR 方案¶
使能 SDFAT32 烧录功能，只需要在 menuconfig 中勾选配置项 AICUPG_UDISK_ENABLE 即可:
Bootloader options --->
aicupg setting --->
[*] aicupg udisk upgrade on
同时设置:
AICUPG_USB_CONTROLLER_MAX_NUM=1可用的最大 USB HOST 控制器数量，根据实际芯片平台进行设置。
注意
开启 U 盘烧录功能后，编译完成生成的 bootloader.aic 文件大小不能超过 126K，若超过则可以关闭以下配置来减小 CODE SIZE。
AIC_BOOTLOADER_CMD_SPI_NAND
AIC_BOOTLOADER_CMD_MTD
AIC_BOOTLOADER_CMD_MEM